Les utilisations des circuits intégrés à partir de 2011 sont très répandues en raison des avantages uniques qu’ils offrent par rapport aux circuits électroniques traditionnels. On les trouve dans tous les appareils électroniques dotés d’un certain type de contrôle par microprocesseur, des téléphones portables et lecteurs de musique portables aux systèmes de jeux, ordinateurs personnels et autres appareils numériques. En effet, un circuit intégré (CI) ou une puce selon les normes contemporaines du 21e siècle est un dispositif extrêmement sophistiqué, contenant jusqu’à des millions de composants électroniques tels que des transistors, des résistances et des condensateurs dans une zone de quelques centimètres carrés sur une plaquette de silicium. Les premières utilisations des circuits intégrés étaient cependant assez limitées lors de la construction des premiers modèles en 1958 et 1959, car il s’agissait de dispositifs primitifs à l’époque difficiles à produire en série.
Jack Kilby, chercheur chez Texas Instruments aux États-Unis, est considéré comme l’une des premières personnes à voir les avantages et les utilisations potentiels des circuits intégrés. Il a reçu le prix Nobel de physique en 2000 pour sa contribution au développement du circuit électronique. Bien que le concept de la puce IC remonte à des recherches antérieures menées dès 1949 par des ingénieurs allemands, Kilet un autre chercheur américain nommé Robert Noyce ont été les premiers à déposer des brevets pour l’idée.
L’énorme saut que la puce IC a donné à la conception de circuits électroniques est basé sur une limitation à laquelle les fabricants d’électronique étaient confrontés à la fin des années 1950. Le transistor avait remplacé les tubes à vide, mais les composants électriques de base pour les circuits comme les transistors, les condensateurs et les résistances ne pouvaient être rendus que si petits, car les tenir avec une pince à épiler et les souder sur un circuit imprimé devenait de plus en plus difficile à mesure qu’ils devenaient de plus en plus petits. . L’idée de graver la fonctionnalité de ces composants dans une plaquette de silicium a éliminé le besoin de souder individuellement les composants portables, et les utilisations de circuits intégrés ont commencé à monter en flèche une fois que les méthodes de fabrication ont été perfectionnées au milieu des années 1960.
Alors que les tout premiers circuits intégrés étaient appelés circuits d’intégration à petite échelle (SSI) et ne contenaient que quelques dizaines de composants, ils étaient vitaux pour les projets aérospatiaux de l’époque, tels que les commandes du système de missile nucléaire américain Minuteman et les ordinateurs numériques utilisés. par le programme américain de mission Apollo Moon. Ces utilisations, ainsi que les besoins de l’US Navy, représentaient l’essentiel de la demande initiale de circuits intégrés à partir de 1962. En 1968, les utilisations de circuits intégrés avaient commencé à s’étendre à l’électronique grand public, avec leur capacité à traiter des circuits modulés en fréquence (FM ) le son des téléviseurs.
À mesure que le nombre de composants pouvant être placés sur une puce augmentait, les utilisations des circuits intégrés se sont beaucoup répandues. Les modèles de puces d’intégration à moyenne échelle (MSI) contenaient des centaines de composants à la fin des années 1960, et l’intégration à grande échelle (LSI) pourrait mettre plusieurs milliers de composants sur une puce cinq ans plus tard. À partir de là, la croissance du nombre de composants pouvant être emballés dans une zone de quelques centimètres carrés a augmenté de manière exponentielle. L’intégration à très grande échelle (VLSI) permettant des centaines de milliers de composants connectés au début des années 1980, et les conceptions de circuits intégrés tridimensionnels (3D-IC) à partir de 2011 permettent de regrouper des millions ou des milliards de composants dans un réseau qui est interconnecté à la fois horizontalement et verticalement sur plusieurs couches de plaquette semi-conductrice.
Depuis 2011, les multiples fonctions de contrôle et de traitement mathématique qu’un circuit intégré peut effectuer en ont fait des dispositifs omniprésents dans la plupart des appareils électroniques grand public, des radios et des téléviseurs aux calculatrices et aux montres numériques. Les utilisations des circuits intégrés sont répandues dans les installations industrielles et en robotique, ainsi que pour les commandes dans les systèmes automobiles et aéronautiques. À mesure qu’ils deviennent de plus en plus sophistiqués et peu coûteux à fabriquer, ils se retrouvent également dans des articles jetables tels que des cartes de vœux qui diffusent de la musique. Les étiquettes d’identification par radiofréquence (RFID) sur les emballages de produits de consommation jetables que les magasins de détail utilisent pour suivre les stocks sont également un emplacement courant pour les puces IC, des étiquettes RFID étant également ajoutées à d’autres produits comme les passeports et les cartes de crédit.